160kV直流電纜絕緣材料老化特性及擊穿特性研究.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜因其優(yōu)異的機(jī)械和電氣性能廣泛應(yīng)用于高壓直流輸電系統(tǒng)。XLPE電纜在投運(yùn)以后會(huì)發(fā)生絕緣老化，導(dǎo)致空間電荷的積累。直流電纜中空間電荷的積累、轉(zhuǎn)移和消散會(huì)導(dǎo)致電介質(zhì)內(nèi)部電場(chǎng)畸變，從而影響高壓直流絕緣材料的老化及擊穿特性。研究 XLPE絕緣的老化特性對(duì)于直流電纜系統(tǒng)可靠運(yùn)行具有重要意義。
　　本文采用電聲脈沖法（Pulsed Electro-Acoustic，PEA）研究了90℃（50d，70d，100d，140

2、d）以及135℃（30d）熱老化和40kV/mm直流電老化(15d，25d)后 XLPE試樣的空間電荷積聚、消散特性，分析了老化對(duì) XLPE試樣的空間電荷特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，90℃熱老化條件下空間電荷總量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)；135℃熱老化情況下，試樣內(nèi)部空間電荷量迅速增加；直流電老化對(duì)試樣的老化程度影響較小，空間電荷隨加壓時(shí)間略有增加。
　　本文利用傅里葉紅外光譜（Fourier Transform Infrared S

3、pectroscopy，F(xiàn)TIR）和差示掃描熱分析（Differential scanning calorimety，DSC）對(duì)試樣的老化機(jī)理進(jìn)行了分析研究。研究結(jié)果表明，長(zhǎng)期90℃熱老化以及高溫?zé)崂匣?35℃）會(huì)導(dǎo)致試樣內(nèi)羰基基團(tuán)增多，結(jié)晶度降低；電老化下試樣的 FTIR和 DSC特性變化不明顯。
　　XLP E的擊穿特性研究表明，在運(yùn)行溫度范圍（20-70℃）內(nèi)，溫度對(duì)雷電沖擊電壓下的沖擊場(chǎng)強(qiáng)的影響較小，擊穿場(chǎng)強(qiáng)值在215